神十成功發(fā)射 聚焦航天自動化技術

      導讀：當代航天工程是一項非常龐大系統(tǒng)工程，需要計算、電子、控制等領域都要有上佳的表現才能勝任這一系列的工作。神舟十號飛船發(fā)射圓滿成功，此次太空對接分兩次執(zhí)行，一次為自動化對接，一次為航天員手動對接。作為自動化專業(yè)人士，我們關心更多的是自動化對接。
　　
　　神舟十號飛船發(fā)射圓滿成功，意味著從這一刻起，我國載人航天的重點將由載人飛船轉向建造空間實驗室和未來空間站。神十成為通向我國未來空間站計劃的重要里程碑。神十的發(fā)射直播中，在其太陽能帆板展開時，我們可以清楚的聽到技術人員報出帆板指令發(fā)出，然后從飛船外部監(jiān)控探頭清晰看到帆板迅速展開，再次印證地面指令與飛船自動化之間的關系。在此次神舟十號十五天的在軌運行中，還將與天宮一號進行交匯對接廈門宇電溫控儀m.oqjbfed.cn/，這是繼神九之后的再一次對接任務。
　　
　　從神舟五號到神舟九號任務，都是為了驗證飛船自身的技術，神舟九號突破并掌握了載人交會對接技術，具備作為空間站的天地往返載人運輸系統(tǒng)的能力。目前，神舟十號飛船的任務不再是試驗，而是將執(zhí)行“太空班車”任務，為空間站提供人員和物資運輸保障等。這意味著中國將擁有一個可以實際應用的天地往返運輸系統(tǒng)，這是中國航天科技的又一重大突破。
　　
　　當代航天工程是一項非常龐大系統(tǒng)工程，需要計算、電子、控制宇電PID調節(jié)儀m.oqjbfed.cn/等領域都要有上佳的表現才能勝任這一系列的工作。整個航天工具的運行中，自動化控制一直占據項目主流，通過它來實現航天器的平穩(wěn)運行。未來隨著眾多基礎科技的不斷突破，自動化不管是在我們的科研探素還是工業(yè)生產中都將是重點發(fā)展方向。
　　
　　此次太空對接分兩次執(zhí)行，一次為自動化對接，一次為航天員手動對接。作為自動化行業(yè)人士，我們關心更多的是自動化對接。天宮一號的對接機構共有118個傳感器進行測量，5個控制器接發(fā)指令，上千個齒輪軸承進行力和運動的傳遞，通過14個電機和電磁拖動機構進行動作，數以萬計的零件和緊固件組成復雜的、機電一體化的周邊式對接機構，中間留有直徑800毫米的人孔通道。這種活動部件多、傳動鏈長、精度高精度溫度計m.oqjbfed.cn/要求高的產品，必須有系統(tǒng)集成的工程化設計才能完成。
　　
　　同時，在整體對接過程中核心部分必是自動化控制。不管現在還是以后雖然會進行手動對接，但是手動只是在惡劣太空環(huán)境下導致空間設備軟硬件故障之時才會采取的備用措施，大多數正常情況下，自動化控制才是主流。
　　
　　中國將開始研究太空快速對接技術
　　
　　兩個航天器在太空進行交會對接是一項相當復雜的技術,這也是蘇聯/俄羅斯、美國和中國把它放在航天員太空出艙活動之后,再通過多次發(fā)射來攻克它的重要原因。蘇聯/俄羅斯的航天器從20世紀60年代就突破了空間交會對接技術,但在2010年還是出現了空間交會對接故障。中國將在2012年前實現航天員出倉活動以及航天器在太空對接技術的突破，這兩項關鍵技術將為未來組建空間站甚至登月積累技術基礎。
　　
　　中國載人航天工程辦公室副主任武平稱，早在上世紀六十年代美蘇就以快速模式多次進行交會對接，俄羅斯成功實施了三次快速交會對接，今年上半年聯盟載人飛船一次是三月一次是五月兩次與空間站實施快速交會對接，可以說實現快速對接對于空間救援特殊要求的貨運運輸任務都是很有意義的，但是快速對接也對追蹤飛行器的測控系統(tǒng)航天員適應能力提出了更高的要求，同時也對發(fā)射窗口的選擇開了很多約束條件。此次的神十任務仍然采用神八神九一樣的模式兩天對接。后續(xù)將根據中國空間站建設需要，開展快速對接技廈門宇電無紙記錄儀m.oqjbfed.cn/術的研究應用。
　　
　　中國將研究快速對接技術。今年上半年俄羅斯“聯盟”飛船先后3次與空間站實施快速交會對接。使用快速對接模式有兩個好處：一是宇航員在出現失重感時已經快要抵達目的地，這使飛行變得更加舒適;二是可以將科研用品，特別是生物制劑盡快送到空間站，這對某些實驗來說非常重要。一名前往國際空間站工作的俄羅斯航天員稱，鑒于抵達時間大大縮短，可以考慮把冰淇淋帶到空間站上吃。但快速對接也對追蹤飛行器的測控系統(tǒng)提出更高要求，同時對發(fā)射窗口的選擇增加了很多約束條件，這次神十任務仍然采用神八、神九一樣的模式，花費兩天對接，但后續(xù)將根據中國空間站建設需要，開展快速對接技術的研究應用。
　　
　　中國未來空間站2020年將完成組建
　　
　　根據我國載人航天“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，**步，掌握載人航天技術，使我國成為世界上第三個能夠獨立研制、成功發(fā)射和順利回收載人航天器的國家。**步，突破航天員出艙活動與飛行器空間交會對接的關鍵技術，實施空間實驗室工程。第三步，2015年以后建造20噸級的空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應用問題。
　　
　　神舟十號任務還處于**步當中。據介紹，現在交會對接任務如此重，因為它是將來空間站建造必須掌握的技術。因為沒有任何一個火箭可以一次性把空間站打上去，即使能行，效率也不高，未來空間站的多個艙都是在在軌組裝基礎上完成建造的。根據規(guī)劃，2015年前，我國將再陸續(xù)發(fā)射天宮二號智能調節(jié)器m.oqjbfed.cn/、天宮三號兩個空間實驗室，中國空間站工程將在2020年前后完成組建、建造。
　　
　　空間站將實現廢氣廢液要循環(huán)利用
　　
　　載人航天工程廈門宇電巡檢儀m.oqjbfed.cn/總設計師周建平此前接受采訪時介紹，空間站是一個很復雜的航天器，空間站有三個艙段，要運行十年的壽命，技術上的挑戰(zhàn)相當大。空間站需要有效的補給，代價非常高，因此需要采用再生的方式，追求*高效的可循環(huán)的途徑。比如人在生活過程中產生的廢氣、廢液都要能夠處理，循環(huán)利用，盡量減少地面補給。
　　
　　據介紹，驗證了這些關鍵技術以后，我國會首先發(fā)射空間站的核心艙，所謂核心艙，它能夠提供空間站的控制、供電，包括環(huán)境控制、生命保障，數據管理宇電流量積算儀m.oqjbfed.cn/等等。作為控制**來管理整個空間站。然后再相繼發(fā)射兩個實驗艙，這三個艙是20噸級的艙，在太空近地軌道上對這三個艙進行對接組裝，*后構成一個丁字形、T字形的空間站。
　　
　　空間站建成以后，一方面是具有航天大國或者強國的象征性意義，另一方面，從經濟上、整個科學研究上也要賦予其獨特的性能，使其物有所值。空間站建成后，駐站人員的交替、實驗設備的更換和所需物資包括生活用品的供給，都將由神舟號系列飛船承擔。
　　
　　在1984年的一次太空探索中，發(fā)現號航天器的廢水通風系統(tǒng)失靈，導致航天器外形成一個非常大的尿液冰柱。意識到冰柱會在返航時破裂，并損壞航天器上的隔熱層，宇航員只得用飛船機器臂將其打碎。航天器的隔熱層保住了，但宇航員不得不關閉尿液收集系統(tǒng)電爐控制柜m.oqjbfed.cn/。這場危機雖然得以避免，但宇航員們在這個6天任務的剩余時間里，再也沒有廁所可用。